煙草在線專稿　　生物技術(shù)和生命科學(xué)將成為21世紀(jì)引發(fā)新科技革命的重要推動力量。分子煙草研究，是現(xiàn)代生物工程科學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，它是實(shí)行對煙草基因的不斷研究和探索，通過對煙草基因重組、基因突變、染色體變異的不斷深入分析和實(shí)施應(yīng)用，逐步了解和掌握煙草遺傳基因信息，不斷破譯煙草遺傳基因密碼，使之為煙草更好地服務(wù)，推動中國煙草進(jìn)入一個(gè)高科技水平發(fā)展時(shí)代，努力提高中國煙草的科技能量和綜合競爭實(shí)力。

　　本文闡述了加強(qiáng)分子煙草研究的重要作用和意義；分析了我國當(dāng)前分子煙草研究的現(xiàn)狀及存在的問題；提出了加強(qiáng)分子煙草研究的重要措施，其目的就是要通過努力加強(qiáng)分子煙草學(xué)科的基礎(chǔ)研究，探索煙草基因秘密，不斷發(fā)現(xiàn)基因、研究基因、應(yīng)用基因，推進(jìn)煙草技術(shù)的創(chuàng)新革命，努力改進(jìn)煙草的生物質(zhì)量性狀，促進(jìn)煙草產(chǎn)業(yè)的不斷深入和持續(xù)發(fā)展。

　　一、加強(qiáng)分子煙草研究的重要意義

　　加強(qiáng)分子煙草研究，積極實(shí)施基因組計(jì)劃，可以獲得一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煙草重要性狀功能基因，全面揭示種質(zhì)資源的遺傳背景，確立我國在煙草基因組研究上的核心優(yōu)勢，對提升煙草育種工作整體水平、實(shí)現(xiàn)煙草品種的根本性突破、培育煙草新興產(chǎn)業(yè)、更好地發(fā)揮煙草模式作物的基礎(chǔ)研究作用、提高我國煙草的科技競爭力都具有十分重要的作用和意義。

　　1.能夠?qū)崿F(xiàn)煙草品種的根本性改良

　　當(dāng)今，由于現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的不斷深入推進(jìn)和積極建設(shè)，煙草產(chǎn)業(yè)得到了較快的發(fā)展，煙葉品質(zhì)和效益不斷得到提升，但是，受煙草品種自身性狀的制約，煙草產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效如果只是積極貫徹落實(shí)當(dāng)前的農(nóng)田生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)事操作措施，提升的空間受到了一定的局限，有的已經(jīng)達(dá)到或者接近極限，要想最提升，空間已經(jīng)很狹窄，提升的水平已不很高。

　　加強(qiáng)分子煙草研究，就是要突破現(xiàn)今煙草品種生物質(zhì)量性狀提升的局限性，通過不斷了解和掌握煙草品種的基因信息，并且利用其優(yōu)質(zhì)的基因，進(jìn)行重新的組合、突變和變異，充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)基因的遺傳信息作用，不斷培育新型的煙草品系，使煙草品種實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，極大地提高其自身的優(yōu)良生物性狀，為煙草產(chǎn)業(yè)質(zhì)效的進(jìn)一步提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　2.能夠提升煙草育種工作整體水平

　　加強(qiáng)分子煙草研究，能夠促進(jìn)煙草基因品質(zhì)的改良，縮短育種時(shí)間；能夠不斷地加速分子生物育種技術(shù)的突破和實(shí)現(xiàn)，為提高育種效率，節(jié)約育種資源成本起到較為關(guān)鍵的積極作用。

　　近幾年來，云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院積極實(shí)施基因組計(jì)劃，通過不懈的研究和艱苦的努力，找到了煙草開花期調(diào)控基因，利用該基因可以使煙草在苗期提早開花，縮短煙草生長時(shí)間，使煙草育成品種的時(shí)間縮短三分之一，大大提高了育種效率；西南大學(xué)和云南煙草研究院已經(jīng)突破了基因定向敲除關(guān)鍵技術(shù)，它是煙草品種改良的關(guān)鍵核心技術(shù)；貴州煙草研究院獲得云煙系列品種全部6代系譜的基因組序列信息，揭示了近百年育種進(jìn)程中基因組發(fā)生的變化，是煙草結(jié)構(gòu)基因組研究取得的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，為通過分子育種手段選擇優(yōu)良品種提供了重要的理論支持。這些基因的發(fā)現(xiàn)和基因技術(shù)信息的突破，對煙草育種的不斷改進(jìn)、對煙草育種整體水平的提高都具有十分重要的作用和深遠(yuǎn)的意義。

　　3.能夠極大改良煙草生物質(zhì)量性狀

　　煙草自身的生物性狀都是由遺傳基因所控制的，包括煙草的煙堿、有害成分、主要抗性（抗病、抗蟲、抗逆）、香氣物質(zhì)、主要礦物質(zhì)吸收利用效率、煙葉成熟和烘烤特性等主要性狀調(diào)控機(jī)制相關(guān)的功能基因克隆等，對這些基因進(jìn)行遺傳密碼破譯，掌握其轉(zhuǎn)錄、復(fù)制等各方面的信息，剔除有害的基因，保留有益的基因，進(jìn)行基因重組，不僅能夠培育“優(yōu)質(zhì)、特色、低害、豐產(chǎn)、高效、多抗”的優(yōu)質(zhì)超級煙草品種，極大改良煙草生物質(zhì)量性狀，滿足卷煙工業(yè)的需要，更有助于從根本上減少或消除煙草內(nèi)部有毒物質(zhì)，降低或消除煙草危害，而且對其他別的相關(guān)作物學(xué)科能夠提供科研數(shù)據(jù)，對植物的分子組學(xué)和生物技術(shù)研究將起到積極的推動作用，

　　2011年，我國煙草基因組計(jì)劃取得重大突破，絨毛狀煙草和林煙草全基因組序列圖譜繪制完成，在煙草結(jié)構(gòu)基因組研究成果的支撐下，成功鎖定煙草黑脛病抗病基因和馬鈴薯Y病毒病抗病基因，它們是我國煙草基因組研究取得的原創(chuàng)性成果，具有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)，它們的應(yīng)用將有望解決我國煙葉生產(chǎn)長期受黑脛病和馬鈴薯Y病毒病的困擾。這是我國煙草抗病毒基因研究領(lǐng)域取得的一個(gè)重大突破，利用它們可以逐步對優(yōu)質(zhì)品種進(jìn)行PVY抗性改良。假以時(shí)日，隨著許許多多基因密碼的破譯，煙草品種內(nèi)部的許多基因信息將為人類捕獲，那么決定煙草生物質(zhì)量性狀的許許多多的基因片段，優(yōu)質(zhì)的將會為人類不斷利用，有害的將為人類所剔除和淘汰，對優(yōu)質(zhì)超級煙草的開發(fā)，對煙葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建設(shè)，將起到歷史性的突破作用。

　　4.能夠促進(jìn)我國煙草生態(tài)環(huán)保發(fā)展

　　加強(qiáng)分子煙草研究，推進(jìn)和實(shí)施基因組計(jì)劃，充分探索了解和發(fā)現(xiàn)煙草基因信息，不斷地屏棄不良基因，利用優(yōu)良基因，對人類有益的基因，比如增加煙草抗性的基因，品質(zhì)不斷優(yōu)化的基因，利用它們能夠不斷增強(qiáng)煙葉品種的抗性，減少病蟲危害，減少農(nóng)藥肥料施用量，降低有毒有害物質(zhì)的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)煙葉產(chǎn)業(yè)的環(huán)保和安全，促進(jìn)煙葉內(nèi)質(zhì)的不斷提高。

　　通過基因重組，實(shí)行優(yōu)良基因的有效組合，使煙葉的優(yōu)良生物質(zhì)量性狀得到進(jìn)一步的表現(xiàn)和顯示，實(shí)現(xiàn)煙草品質(zhì)的不斷優(yōu)化；通過基因突變，培育具有質(zhì)量優(yōu)、個(gè)體體型性狀明顯的優(yōu)良超級煙葉品種；通過染色體的變異，實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)基因、病基因、有害基因等不良基因的淘汰和改良，從而達(dá)到品種不斷優(yōu)化，生產(chǎn)成本不斷降低、環(huán)境不斷得到保護(hù)的目標(biāo)，促進(jìn)煙草產(chǎn)業(yè)的環(huán)保、生態(tài)發(fā)展。

　　5.能夠提高我國煙草科技競爭能力

　　煙草的科技能量，在一定程度上反映一個(gè)國家煙草的科技水平，決定它在國際上的競爭能力和霸主地位。我國的煙草要加快“走出去”步伐，在世界市場上贏得地位，甚至起到主足輕重的作用，必須不斷提高煙葉質(zhì)量，提高品牌的競爭能力。當(dāng)今，我國進(jìn)行的煙草基因組計(jì)劃的實(shí)施和研究，它是分子煙草研究的重要內(nèi)容，也是不斷提高我國煙草科技能量的重要體現(xiàn)。　

　　分子煙草研究是高新技術(shù)發(fā)展水平的集中展示，是當(dāng)今世界衡量一個(gè)國家煙草科學(xué)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。中國煙草基因組計(jì)劃分子煙草研究自啟動以來，在煙草結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)和分子育種方面進(jìn)行了整體規(guī)劃和系統(tǒng)實(shí)施，在多個(gè)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展和成果，特別是根據(jù)獲得的基因組圖譜及樣本的深度轉(zhuǎn)錄組測序的聯(lián)合分析，對煙草主要代謝產(chǎn)物的合成代謝途徑進(jìn)行更加深入分析，對有效降低或消除煙草有害有毒物質(zhì)將起到明顯的效果，對煙草分子育種更是一個(gè)重大的突破。當(dāng)今我國分子煙草研究煙草基因組計(jì)劃重大專項(xiàng)的各項(xiàng)進(jìn)展和成果均處于世界煙草科技前沿，極大地增加了我國的煙草科技含量，極大地提高了我國的煙草科技水平，從而促進(jìn)了我國煙草科技競爭能力的不斷提高。

　　二、我國煙草分子基因研究的現(xiàn)狀

　　我國對煙草分子基因研究已經(jīng)進(jìn)行了多年，取得了一些可喜的成績，并有了重大的突破，對煙草科學(xué)的發(fā)展提供了重要的科技保障并起到了較大的促進(jìn)作用。但是，我們不能驕傲自滿，沉浸于已取得的成績之中，我們還存在不少的困難和具體問題，我們必須不斷克服困難，解決問題，知難而上，力求使我們的煙草基因科學(xué)研究取得更加重大的進(jìn)展和突破，促進(jìn)我國煙草的優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、環(huán)保發(fā)展。

　　1.我國分子煙草研究所取得的成效

　　中國煙草舉全行業(yè)之力，經(jīng)過多年的不斷探索和艱苦研究，開展重大科研攻關(guān)，匯集了國內(nèi)外的權(quán)威專家，密切跟蹤當(dāng)前基因組學(xué)、生物信息學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科的前沿進(jìn)展，保證從技術(shù)到系統(tǒng)全面居于世界領(lǐng)先水平，重大專項(xiàng)在多個(gè)領(lǐng)域已取得突破性進(jìn)展和成果。

　　第一、完成了天絨毛狀煙草和林煙草全基因組序列圖譜。絨毛狀煙草和林煙草是栽培煙草的兩個(gè)祖先種。這兩個(gè)品種的全基因組序列圖譜是目前已知植物基因組序列圖譜中基因組最大、組裝精度最高、組裝結(jié)果最好的2個(gè)圖譜。此項(xiàng)工作的完成，實(shí)現(xiàn)了中國煙草基因組計(jì)劃的重大突破。這是全球第一套煙草全基因組序列圖譜，也是繼馬鈴薯和番茄基因組之后全球完成的第三種茄科植物全基因組序列圖譜。此舉具有重要的科學(xué)價(jià)值和戰(zhàn)略意義，是煙草科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，標(biāo)志著煙草研究從此全面進(jìn)入基因組時(shí)代。

　　第二、煙草突變體庫創(chuàng)制已達(dá)數(shù)十萬份并正在進(jìn)行大規(guī)模鑒定和分析，煙草分子遺傳圖譜構(gòu)建和重要突變基因定位克隆也取得了突破，在此基礎(chǔ)上，科研人員將有序開展絨毛狀煙草和林煙草的遺傳圖譜和物理圖譜繪制，并啟動大量四倍體栽培煙草的基因組測序工作。

　　第三、在煙草品種改良關(guān)鍵技術(shù)研究上取得了重大進(jìn)展，突破了煙草開花期調(diào)控和基因定向敲除兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

　　第四、在煙草結(jié)構(gòu)基因組研究成果的支撐下，鎖定煙草黑脛病抗病基因，該基因是我國煙草基因組研究取得的原創(chuàng)性成果，具有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)，它的應(yīng)用將有望解決我國煙葉生產(chǎn)長期受黑脛病困擾的問題。

　　第五、科研人員從煙草中獲得抗馬鈴薯Y病毒病（PVY）基因，并率先通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該基因在煙草抗PVY過程中起關(guān)鍵作用。這是我國煙草抗病基因研究領(lǐng)域取得的又一重大突破，利用該基因可以逐步對優(yōu)質(zhì)品種進(jìn)行PVY抗性改良。

　　第六、國家煙草基因研究中心完成基于絨毛狀煙草和林煙草的全基因組基因芯片（Tiling芯片），成功研制基于栽培煙草的全基因組基因芯片（WT芯片），WT芯片是全球第一套栽培煙草全基因組基因芯片，覆蓋度居國際領(lǐng)先水平。

　　第七、煙草基因組計(jì)劃針對目前煙草品種亟須解決的抗性、香氣、煙堿、腋芽、重金屬（鎘）等功能基因研究和育種利用做了系統(tǒng)規(guī)劃和全面部署